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Auteur(s)
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Jean-Claude MULLER : Membre du Programme interdisciplinaire énergie du CNRS - Institut d’électronique du solide et des systèmes InESS (UMR 7163, CNRS-ULP)
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Avant la fin de la première moitié de ce siècle, la conversion directe de la lumière du soleil en électricité grâce au photovoltaïque (PV) devrait franchir le seuil qui le rendra compétitif par rapport aux autres sources de production d’électricité.
Dans le dossier Électricité photovoltaïque- Principes, les principes de la conversion photovoltaïque ont été donnés. Ils incluent des notions relatives à l’énergie transmise par le soleil, des éléments de physique des semi-conducteurs, les mécanismes de conduction de charges électriques, les caractéristiques électriques fondamentales du dispositif photovoltaïque et son usage en tant que générateur de courant. En conclusion, une application pratique donne une évaluation rapide du dimensionnement d’une installation photovoltaïque.
Dans les pages suivantes, on s’intéresse aux différentes filières d’élaboration du dispositif photovoltaïque. En effet, il reste des verrous technologiques à lever relatifs à la fabrication des cellules solaires, qui sont trop gourmandes en énergie et qui ont des répercussions sur l’environnement : si la cellule photovoltaïque produit de l’électricité sans aucun rejet dans l’atmosphère, beaucoup de procédés actuels de fabrication sont proches de ceux de la microélectronique et mettent en jeu trop d’opérations qui nécessitent l’usage de produits chimiques et de gaz extrêmement toxiques. La dernière partie est consacrée à des exemples d’applications du photovoltaïque en sites isolés ou connectés à des réseaux, ainsi qu’à l’évolution du marché et des prix du kilowattheure photovoltaïque à l’horizon 2040.
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2. Marché du photovoltaïque
Après avoir gagné le marché des applications professionnelles en sites isolés et des services aux populations rurales des pays en développement, l’électricité solaire a l’espoir de s’affirmer comme source complémentaire des sources d’énergie électrique classiques partout dans le monde, avant le milieu de ce siècle. Elle contribuera alors d’une façon non négligeable à la maîtrise de l’effet de serre (accords de Kyoto signés en 1997).
La production industrielle annuelle mondiale de modules photovoltaïques (figure 11) est en croissance quasi-exponentielle : environ 35 % de croissance en moyenne du marché par an durant les huit dernières années, avec un record de 66 % en 2004. Elle a atteint 1 638 MWc en 2005 . C’est 20 fois plus de modules qu’il y a 15 ans, et les prévisions à l’horizon 2010 donnent une multiplication par cinq de la production.
Malgré l’immense chemin parcouru, l’électricité solaire n’a pas encore franchi le seuil lui permettant d’être compétitive par rapport aux autres sources de production d’électricité. L’effort à apporter doit améliorer d’un facteur trois aussi bien le coût du watt installé que le coût du kilowattheure produit.
En 25 ans, le prix de revient du watt photovoltaïque a considérablement baissé : supérieur à 100 francs par watt en 1975, il est aujourd’hui tombé aux environs de 2 e par watt pour les modules PV. Le prix de vente du module photovoltaïque est de 2,6 e par watt en 2005, est en baisse constante de 10 à 15 centimes d’euro par watt et par an. Le coût d’un système installé de l’ordre de 3 kW (c’est-à-dire d’environs 30 m2 voir Électricité photovoltaïque- Principes...
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